應用型本科“機械設計基礎”理論與實踐教學的優化

摘要：“以能力為主線，以應用型為主，輔之以復合型、外向型和創新型”的人才培養模式使得應用型機制本科在構建教學體系時，應在注重理論教學的同時，加強培養學生工程實踐的訓練，突出創新能力、創業能力。“機械設計基礎”課程作為機制專業的一門主干技術基礎課，能很好地培養學生綜合運用基礎知識的能力、機械設計能力及動手能力。對應用型機制本科專業“機械設計基礎”的教學方法主要從課堂理論教學、實驗教學及課程設計教學三方面入手進行了探討及改革，以期滿足應用型本科的人才培養要求。

關鍵詞：應用型；機械設計；實踐教學；課程設計；創新能力

作者簡介：周春梅（1982-），女，山東東營人，山東英才學院機械學院，講師。（山東 濟南 250104）

中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2012）35-0059-02

“以能力為主線，以應用型為主，輔之以復合型、外向型和創新型”的人才培養模式是應用型本科人才培養過程中提出的一種新思路。因此，應用型機制本科所構建的教學體系應在注重理論教學的同時，加強對學生工程實踐的訓練，突出對應用型人才創新能力及創業能力的培養。

“機械設計基礎”是機械專業一門非常重要的專業主干基礎課，以常用機構和一般通用零件的設計為核心。本課程在機械專業的整個教學計劃中具有承上啟下作用，是機械制圖、工程材料、公差配合與測量技術、理論力學、材料力學及機械原理等基礎課程的綜合運用，同時又為機械制造工藝學、夾具設計及專用機械的設計等后續專業課的學習和今后從事機械設計工作打基礎。基于目前教學中存在的問題，應該尋求一種理論與實踐相結合、適用于應用型人才培養的新的教學方法，才能更好地培養出社會需要的具有從事機械設計、制造及維護能力的高級應用型人才。

一、“機械設計基礎”教學中存在的問題

1.理論教學

課堂理論教學的教學內容只注重知識的系統性，而忽視了與職業崗位相適應的能力、素質結構的形成，應用型本科“以能力為主線，以應用型為主”的課程內容體系的整體優化有待完善，缺乏學科之間知識的整合，不利于學生設計及創新能力的培養。教學內容不能突出其“工程實踐性”、“創新性”和“應用性”。教學中嚴重存在“重理論輕實踐、重傳授輕應用”現象，難以實現應用型本科學生“學以致用、學用結合”的教學要求，學生缺乏利用所學知識解決工程實際問題的能力。

2.實驗教學

實驗課程完全依附于理論教學，是理論教學的輔助。實驗教學的目的只是用于加深學生對理論知識的理解或對理論教學的驗證。驗證性實驗多，而綜合性、設計性及開放性實驗少，無法真正提高學生的動手能力和創新能力。

實驗條件欠缺，實驗設備陳舊，實驗教學缺乏實用性、先進性及創新性。實驗往往都是孤立的，所涉及的知識面比較單一。各個實驗之間缺少系統性，缺乏知識學科的關聯，實驗內容缺少內在聯系和邏輯性，沒能形成一個比較完整的實驗教學體系。

3.課程設計

課程設計的選題單一、內容陳舊，設計過程缺少關于工藝、成本、環保、質量、使用及維護等相關知識應用的鍛煉，無法提高學生進行工程實際應用的能力。課程設計的圖紙采用手工或CAD二維繪圖的設計手段已明顯落后于企業產品設計對應用型人才的要求。

4.教學方法

目前教學方法存在以下問題：授課內容多，教學課時安排少；講述原理多，結合實際偏少；縱向論述多，橫向比較少；講述常規原理多，介紹行業最新技術成果少；課堂講授多，課堂課外討論少。[3]

二、“機械設計基礎”教學改革

對應用型機制本科學生教學的主要目標是在基本教學的基礎上加強對學生綜合運用知識進行機械設計的能力和創新能力的培養。“機械設計基礎”主要分為理論教學、實踐教學和課程設計三個教學環節。教學改革也應該在基本教學基礎上在教學的三個階段都進行學生創新能力和綜合運用能力的培養。主要改革措施詳述如下：

1.精簡理論教學環節

為了與應用型人才的培養模式相適應，“機械設計基礎”教學課時安排上，根據本課程應用性和實踐性較強的特點，適當減少理論教學課時。因此授課內容就要有所側重、有所刪減。課程講授內容遵循“基本、實用”原則，主要培養學生機構的分析能力，使學生掌握機械的基本設計方法。最后使學生從根本上掌握各種常用機構的基本運行原理以及機械中常用的一般通用零件的設計要領。并注重在教學過程中將一些機械發展的最新成果和最新技術介紹給學生，開闊學生們的眼界，提高學習的積極性。

2.加強實驗教學

實驗教學是“機械設計基礎”教學體系中不可缺少的一部分，主要培養學生理論聯系實際、分析及解決問題的能力，對學生的創新能力和綜合素質的培養起著非常重要的作用。

實驗教學在教學內容安排上，為了提高學生綜合認識機械設計及創新能力，應該加強一些綜合性和創新性的實驗。教學改革后開設的實驗主要有：機械零件認知實驗、機構運動簡圖測繪實驗、漸開線齒輪參數測量實驗、漸開線齒輪范成實驗、帶傳動性能實驗、機構創新試驗、軸系測繪實驗、減速器拆裝實驗、機構運動方案創新組合實驗、平面機構創意組合測試分析實驗、機械速度波動調節實驗、機械傳動綜合實驗等。通過這些實驗可以使學生的機械設計和創新能力得到提高。機械創新設計類實驗使學生的學習變被動為主動。通過自主設計實驗方式、方法及實驗步驟，學生的創新思維和創新技能得到了鍛煉，增加了學習的趣味性。

3.提高課程設計質量

“機械設計基礎”課程最后進行的是課程設計，主要在理論教學中所學的機械零件基本設計知識基礎上，綜合考慮工程實際，進行實際傳動方案設計訓練。基于目前課程設計存在的問題，應用型機制本科課程設計的教學過程主要從以下幾個方面入手進行改革：

（1）拓寬課程設計題目。目前，各院校課程設計的題目都是減速器，每級學生都做著重復的設計內容。另外，機械制圖課程中也選擇減速器進行測繪，因此就使得課程設計題目重復。因此，必須要拓寬課程設計選題范圍，增加題目的層次。題目的選擇應更靈活，更接近于實際，實現設計題目的多樣化。鼓勵學生自選題目，充分調動學生的積極主動性，更大程度上鍛煉學生們的設計及創新能力。

（2）案例設計。結合工程實際，給定功能要求，讓學生擬訂傳動方案。讓學生從功能分析出發，自己擬訂結構及機械傳動方案，進行方案比較優化，確定參數，完成從定性問題轉化為定量的設計工作，而后進行相應的計算、校核及完成相當數量的工作圖設計。

（3）引入三維軟件。為鼓勵學生在課程設計中應用3D技術，在開課之初就明確告訴學生，課程結束后要進行為期兩周的課程設計。設計內容是機械的傳動裝置，要求學生必須采用三維軟件將所設計的傳動裝置表達出來，將課程設計提前布置，化整為零，并結合機械設計教學，引導學生應用三維技術。

（4）強化指導過程。在課程設計過程中，教師的指導非常關鍵。指導教師在課程設計中應該具有強烈的責任心，要對學生的整個設計過程進行檢查并及時糾正錯誤，尤其注意設計理念及三維圖形繪制的指導，使學生能真正從設計過程中受益。

（5）重視答辯。課程設計的最后一個環節是答辯，也是對兩周課程設計工作的考核。即使設計題目或者設計數據不同，每個學生都在教師的指導下參考手冊、教材進行設計。通過答辯可以使學生對設計有進一步的認識并認識設計的不足之處。因此，答辯也是一個答疑、總結提高的過程。

三、借助“創新大賽”進行知識綜合

基于目前企業對應用型人才創新能力的培養要求。在“機械設計基礎”理論教學、實驗教學以及課程設計中都要注重對學生創新能力的培養。但是這些對于學生創新思維、工程實踐能力的培養還遠遠不能達到要求。因此可以將“機械設計基礎”的教學擴展至第二課堂。通過參加各種各類的機械創新設計大賽、機電大賽以及3D大賽，讓學生真正地將所學的各種機械的、電氣的基本理論知識、專業知識以及一些三維軟件類的知識進行綜合利用，能很好地鍛煉學生的綜合運用能力、創新能力、團隊合作能力以及競爭能力。

四、結語

總之，“機械設計基礎”對于應用型機制本科學生各種能力的培養起著非常重要的作用。依據“應用型”機械設計制造及自動化本科專業教學計劃和“機械設計基礎”教學大綱，通過“機械設計基礎”的課堂理論教學、實驗課教學、課程設計等方面的教學改革來提高應用型本科學生的工程實踐能力和創新設計能力。

參考文獻：

[1]呂宏，馬巖.淺談機械設計基礎教學中創新能力的培養[J].機電產品開發與創新，2010，25（5）：162-164.

[2]樊藝雯，劉衛.《機械設計基礎》教學中創新能力培養的思考[J].科技風，2010，（9）：22.

[3]朱丹鳳，姚海濱.現場教學在《機械設計基礎》教學中的應用[J].揚州教育學院學報，2010，28（3）：71-73.

[4]劉海娥.關于提高高職《機械設計基礎》教學效果的探討[J].鄭州鐵路職業技術學院學報，2010，22（4）：50-51.

[5]俞愛林，唐文艷，張曉偉.創新設計引入“機械設計基礎”課程教學的探討[J].廣東工業學報，2010，（10）：171-173.

（責任編輯：王祝萍）